Skąd się wzięło złoto?

GW170817 spectrograms.svgPierwsza w historii detekcja fal grawitacyjnych wyemitowanych podczas fuzji dwóch gwiazd neutronowych GW170817 (po lewej) oraz zarejestrowana zmiana „optycznego” spektrum w kolejnych dniach po tym wybuchu (typu kilonowa).

__

Do niedawna uważano, iż „ziemskie” złoto było głównie wyprodukowane podczas wybuchów tzw. supernowych**, kiedy to gwiazdy gwałtownie zapadają się pod wpływem grawitacji co wywołuje „reakcję łańcuchową”, podobnie jak w bombie wodorowej, i w efekcie produkcję ciężkich pierwiastków w tzw. procesie r. Następnie owo złoto trafiło na Ziemię przede wszystkim około 4 miliardów lat temu podczas tzw. Wielkiego Bombardowania , które trwało, bagatela, circa 200 mln lat. Jak widać złoto ma nie tylko wyjątkowe właściwości, ale i fascynujące pochodzenie…

Jednak kilka lat temu owa teoria pochodzenia została podważona – w miejsce supernowych zaproponowano fuzję gwiazd neutronowych***. I właśnie ta nowa teoria została potwierdzona w wyjątkowo spektakularny sposób 17. sierpnia 2017, kiedy to po raz pierwszy zarejestrowano taką fuzję przy pomocy trzech anten fal grawitacyjnych (2 × LIGO + Virgo). „Równoległa” rejestracja tego wybuchu typu kilonowa w różnych pasmach fal elektromagnetycznych (patrz u góry) czyni to najważniejszym moim zdaniem osiągnięciem nauk ścisłych w XXI wieku. Oszacowano, że podczas owej fuzji GW170817 zostało wyprodukowane złoto o masie między 3 a 13 mas Ziemii!

Wracając do fantastycznych właściwości złota, to biorą się one oczywiście z jego struktury atomowej – [Xe] 4f14 5d10 6s1. Tak jak inne znane pierwiastki grupy 11, tj. miedź i srebro, złoto jest metalem o jednym elektronie w paśmie przewodnictwa i zapełnionym orbitalu d D5xz.png(5dz)D5M0.png(5dxz). Każdy z tych trzech metali posiada układ krystalograficzny regularny, ściennie centrowany (fcc).

Wprawdzie srebro nieco bije złoto w elektrycznym przewodnictwie, ale w innych kategoriach to właśnie złoto jest zupełnie wyjątkowe – jest metalem szlachetnym o wyjątkowo dużej odporności chemicznej, znacznie większej niż poprzedzające go w grupie 11 miedź i srebro. W przeciwieństwie do nich, na powietrzu nie ulega ściemnieniu. Jest też odporne na działanie większości czynników korozyjnych, dzięki czemu idealnie nadaje się do produkcji monet, biżuterii i pokryć ochronnych bardziej reaktywnych metali. Jest odporne na poszczególne kwasy, ale roztwarza się w wodzie królewskiej. Złoto rozpuszcza się również w rtęci, tworząc amalgamat. Złoto jest nierozpuszczalne w kwasie azotowym, który roztwarza srebro i inne metale, co przez długi czas było wykorzystywane jako próba na obecność złota (np. w monetach).

Złoto jest najbardziej kowalne**** spośród wszystkich metali; jeden gram złota może być rozbity na arkusz o powierzchni 1 m² !! Płatek złota może być rozbity do tego stopnia, że staje się półprzezroczysty. Przechodzące przez taki płatek światło jest zielono-niebieskie, ponieważ złoto silnie odbija żółte i czerwone składowe długości światła[23][24]. Takie półprzezroczyste arkusze również silnie odbijają podczerwień, co czyni je użyteczne w wytwarzaniu osłon przed promieniowaniem podczerwonym (cieplnym) w kombinezonach żaroodpornych i osłonach przeciwsłonecznych w skafandrach astronautów[25]. Złoto jest metalem o wysokiej gęstości 19,3 g/cm³, dla porównania gęstość ołowiu wynosi 11,34 g/cm³, a najcięższego pierwiastka, osmu 22,61 g/cm³.

Jednak moim ulubieńcem jest inny materiał, o właściwościach (poza jedną) przeciwnych do tych „złotych”, i o tym będzie już niebawem.

__

**) „Energia wybuchu dociera do Ziemi w postaci wzmożonego promieniowania kosmicznego. Promieniowanie to powoduje aktywację jąder atomowych, między innymi powstawanie jąder węgla 14C. Mierząc zawartość pozostałości tego izotopu w próbkach datowanych bezwzględnie, można ocenić, kiedy miała miejsce ekspozycja na to promieniowanie, jak długo trwało i jakim zmianom ulegało. Na tej podstawie można obliczyć czas wybuchu i odległość supernowej od Ziemi. Przy założeniu prawdziwości teorii świec standardowych, gwałtowne zwiększenie koncentracji 14C wskazuje, że w ciągu ostatnich 50 tys. lat miały miejsce następujące bliskie wybuchy[4]:

Czas w tys. lat Odległość w parsekach
44 110
37 180
32 160
22 250

***)

****) Ta nadzwyczajna kowalność grupy 11 bierze się z ich względnie słabych wiązań metalicznych i z delokalizacji elektronów, np. miedź zyskuje na twardości kiedy NIE jest monokrystaliczna[9]!

PS. pl.wikipedia.org/wiki/Kosmiczny_Teleskop_Jamesa_Webba

6550839965_a68803d3ba_o.jpg

4 myśli na temat “Skąd się wzięło złoto?”

  1. On Earth impact craters have resulted in useful minerals. Some of the ores produced from impact related effects on Earth include ores of iron, uranium, gold, copper, and nickel. It is estimated that the value of materials mined from impact structures is five billion dollars/year just for North America.[24] The eventual usefulness of impact craters depends on several factors especially the nature of the materials that were impacted and when the materials were affected. In some cases the deposits were already in place and the impact brought them to the surface. These are called “progenetic economic deposits.” Others were created during the actual impact. The great energy involved caused melting. Useful minerals formed as a result of this energy are classified as “syngenetic deposits.” The third type, called “epigenetic deposits,” is caused by the creation of a basin from the impact. Many of the minerals that our modern lives depend on are associated with impacts in the past. The Vredeford Dome in the center of the Witwatersrand Basin is the largest goldfield in the world which has supplied about 40% of all the gold ever mined is an impact structure.[25][26][27][28] The asteroid that struck the region was 9.7 km (6 mi) wide. The Sudbury Basin was caused by an impacting body over 9.7 km (6 mi) in diameter.[29][30] This basin is famous for its deposits of nickel, copper, and Platinum Group Elements. An impact was involved in making the Carswell structure in Saskatchewan, Canada; it contains uranium deposits.[31][32][33] Hydrocarbons are common around impact structures. Fifty percent of impact structures in North America in hydrocarbon-bearing sedimentary basins contain oil/gas fields.[34][24]

    Polubienie

  2. Cenę złota ustala pięć największych instytucji handlujących tym kruszcem podczas London Gold Fixing. Obecnie są to: ScotiaMocatta, Barclays Capital, Deutsche Bank, HSBC i Société Générale[62].

    Polubienie

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Google

Komentujesz korzystając z konta Google. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Połączenie z %s